Шымкент қаласының сарқынды және жер үсті суларының құрамында сульфаметоксазол және карбамазепинді анықтау

Зерттеудің мақсаты. Шымкент қаласының су бұру жүйелерінен алынған ағынды сулар мен беткі суларда сульфаметоксазол мен карбамазепиннің сандық құрамын анықтау үшін сұйықтық хроматография әдістемесін жасау.

Материалдар және әдістер. Жұмыста диодты-матрицалық детектормен (ДМД) жабдықталған DIONEX ULTIMATE 3000 (АҚШ) хроматограф қолданылды. Талдау толқын ұзындығының жұту максимумы 254 нм-де жүргізілді. Кері айналмалы фазада ацетонитрил-су (40:60) құрамынан тұратын жылжымалы фазасы қолдана отырып, Hypersil Gold C8 150 мм x 2,1 мм 1,9 микрон толтырылған кеуекті ультра тазартылған силикагельмен жабдыөтарлағн бағанада жүргізілді. Хроматографиялық баған термостатының температурасы 30 0С. Элюирлеу изократтық режимде жүргізілді. 1 сынамаға кеткен талдаудың жалпы уақыты – 30 мин. Жылжымалы фазаның ағынының жылдамдығы – 1 мл/мин. Карбамазепиннің стандартты үлгі ерітінділерінің ұсталу уақыты 3,612±0,1 минутты, сульфаметоксазолдікі – 6,910±0,1 минутты құрайды.

Нәтижелер және талқылау. УЖЭСХ-ДМД әдісін қолдана отырып, су үлгілеріндегі дәрілік заттардың қалдықтарын анықтау және сандық анықтаудың валидацияланған әдісі әзірленді: сызықтық регрессия графигінің корреляция коэффициенті 0,9999; цикл ішіндегі үлгілер арасындағы сульфаметоксазол мен карбамазепин әдісінің салыстырмалы стандартты ауытқуы 0,0811-0,7354%, циклдар арасында – 0,1660-1,6457% құрады. Зерттелетін су айдындарының дәрілік заттармен ластануына мониторинг жүргізілді. Төмен концентрацияда сульфаметоксазол мен карбамазепин Шымкент қаласының сарқынды және жер үсті суларында анықталып, олардың сандық мөлшері анықталды. Хроматографиялық шарттарды сақтағанда, карбамазепиннің ұсталу уақыты 3,612±0,1 минутты, ал сульфаметоксазолдікі – 6,910±0,1 минутты құрады, бұл стандартты үлгі ерітінділерінің ұсталу уақытына сәйкес келеді.

Қорытындылар. Су үлгілеріндегі дәрілік заттардың қалдық мөлшерін зерттеу үшін ЖЭСХ-ДМД әдістемесі жасалды және валидацияланды: сызықтық регрессиялық графиктің корреляция коэффициенті 0,9999 болды; карбамазепин үшін салыстырмалы қателік 0,0166%-дан 1,6457%-ға дейін, ал сульфаметоксазол үшін 0,3888%-дан 0,8212%-ға дейін ауытқып отырды, бұл жасалған әдістеменің жоғары қайталанғыштығын және одан әрі аналитикалық зерттеулер үшін жарамдылығын растайды.

Зерттеу нәтижелері бойынша карбамазепин мен сульфаметоксазолдың ағынды және беткі сулардағы сандық мөлшері анықталды, бастапқы зерттеу күзгі кезеңде жүргізілді. Алдын-ала зерттеу нәтижелері аймақтағы экологиялық жағдайды бақылау мақсатында ағынды және беткі суларда дәрілік заттардың қалдықтарының бар-жоғын анықтауға арналған қосымша зерттеулер жүргізу қажеттігін негіздейді. Қазақстанның су ресурстарында дәрілік заттардың құрамын зерттеу тұрақты даму жағдайында экологиялық қауіпсіздік ғылымы ретінде фармацевтикалық экологияның өзекті мәселесі болып қала береді.

1. Water, sanitation, hygiene, waste and electricity services in health care facilities: progress on the fundamentals. 2023 global report. Geneva: World Health Organization and the United Nations Children’s Fund (UNICEF); 2023: 80.

2. Ending the neglect to attain the Sustainable Development Goals: a global strategy on water, sanitation and hygiene to combat neglected tropical diseases, 2021- 2030. Geneva: World Health Organization and the United Nations Children’s Fund (UNICEF); 2023: 36.

3. «ООН-Водные ресурсы», 2021 год: Краткий обзор Доклада о прогрессе 2021 года: ЦУР 6 — водоснабжение и санитария для всех.Версия: июль 2021 года. Женева; 58.

4. Hai F. I. Carbamazepine as a possible anthropogenic marker in water: occurrences, toxicological effects, regulations and removal by wastewater treatment technologies. Water. 2018; 10 (2): 107.

5. Kasprzyk-Hordern B., Dinsdale R.M., Guwy A.J. Illicit drugs and pharmaceuticals in the environment–Forensic applications of environmental data. Part 1: Estimation of the usage of drugs in local communities. Environmental Pollution. 2009; 157 (6): 1773-1777.

6. Singer H. Determination of biocides and pesticides by on-line solid phase extraction coupled with mass spectrometry and their behaviour in wastewater and surface water. Environmental pollution. 2010; 158 (10): 3054- 3064.

7. Dvory N. Z. Modeling sewage leakage and transport in carbonate aquifer using carbamazepine as an indicator. Water research. 2018; 128: 157-170.

8. Ying G.G., Kookana R.S., Kolpin D.W. Occurrence and removal of pharmaceutically active compounds in sewage treatment plants with different technologies. Journal of Environmental monitoring. 2009; 11 (8): 1498-1505.

9. Tixier C. Occurrence and fate of carbamazepine, clofibric acid, diclofenac, ibuprofen, ketoprofen, and naproxen in surface waters. Environmental science & technology. 2003; 37 (6): 1061-1068.

10. Wijekoon K. C. The fate of pharmaceuticals, steroid hormones, phytoestrogens, UV-filters and pesticides during MBR treatment. Bioresource technology. 2013; 144: 247-254.

11. Iglesias A. Monitoring the presence of 13 active compounds in surface water collected from rural areas in Northwestern Spain. International journal of environmental research and public health. 2014; 11 (5): 5251-5272.

12. Pastor-Navarro N., Maquieira Á., Puchades R. Review on immunoanalytical determination of tetracycline and sulfonamide residues in edible products. Analytical and bioanalytical chemistry. 2009; 395: 907-920.

13. Kovalakova P., Cizmas L., McDonald T.J., Marsalek B., Feng M., Sharma V.K. Occurrence and toxicity of antibiotics in the aquatic environment: A review. Chemosphere. 2020; 251: 126351. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.126351

14. Lorenzo P., Adriana A., Jessica S., Carles B., Marinella F., Marta L., Luis B.J., Pierre S. Antibiotic resistance in urban and hospital wastewaters and their impact on a receiving freshwater ecosystem. Chemosphere. 2018; 206: 70-82. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.04.163

15. Ngigi A.N., Magu M.M., Muendo B.M. Occurrence of antibiotics residues in hospital wastewater, wastewater treatment plant, and in surface water in Nairobi County, Kenya. Environ. Monit. Assess. 2019; 192 (1): 18. https://doi.org/10.1007/s10661-019-7952-8

16. Nantaba F., Wasswa J., Kylin H., Palm W.U., Bouwman H., Kümmerer K. Occurrence, distribution, and ecotoxicological risk assessment of selected pharmaceutical compounds in water from Lake Victoria, Uganda. Chemosphere. 2020; 239: 124642. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.124642

17. Franklin A.M., Williams C.F., Watson J.E. Assessment of Soil to Mitigate Antibiotics in the Environment Due to Release of Wastewater Treatment Plant Effluent. J. Environ. Qual. 2018; 47 (6): 1347-1355. https://doi.org/10.2134/jeq2018.02.0076

18. Tran N.H., Hoang L., Nghiem L.D., Nguyen N.M.H., Ngo H.H., Guo W., Trinh Q.T., Mai N.H., Chen H., Nguyen D.D., Ta T.T., Gin K.Y. Occurrence and risk assessment of multiple classes of antibiotics in urban canals and lakes in Hanoi, Vietnam. Sci. Total. Environ. 2019; 692: 157-174. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.07.092

19. Peixoto P.S., Toth I.V., Segundo M.A., Lima J.L.F.C. Fluoroquinolones and sulfonamides: Features of their determination in water. Review. Int. J. Environ. Anal. Chem. 2016; 96: 185-202.

20. Dmitrienko S.G., Kochuk E.V., Apyari V.V., Tolmacheva V.V., Zolotov Y.A. Recent advances in sample preparation techniques and methods of sulfonamides detection. A review. Anal. Chim. Acta. 2014; 850: 6-25. https://doi.org/10.1016/j.aca.2014.08.023

21. Xie X., Huang S., Zheng J., Ouyang G. Trends in sensitive detection and rapid removal of sulfonamides: A review. J. Sep. Sci. 2020; 43 (9-10): 1634-1652. https://doi.org/10.1002/jssc.201901341

22. Lahcen A.A., Amine A. Mini-Review: Recent Advances in Electrochemical Determination of Sulfonamides. Anal. Lett. 2018; 51: 424-441.

23. Guidance for Industry: Bioanalytical method validation. U.S. Department of Health and Human Services, Food and Drug Administration, Center for Drug Evolution and Research (CDER). Washington, DC; 2018: 41.

24. Guideline on validation of bioanalytical methods (draft). European Medicines Agency. Committee for medicinal products for human use. London; 2009: 23.